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 Oggetto del messaggio: Relazione tra potenza di taglio e lunghezza d'onda.
MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 19:32 
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SON PASSATO AI TRAPANINI

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Qualcuno sà che relazione c'è tra la potenza di taglio-incisione-bruciatura e la lunghezza d'onda del diodo laser?
Faccio questa domanda perchè ho appena acquistato un diodo laser blu (penso quelli delle playstation3) da 150mW e 407,5 nm alla distanza di un metro sulla mano brucia, mentre Quello che stò costruendo per la mia cnc da 2W a 880 nm, procura solo un leggero calore.
Avrete nontato la differenza di potenza eppure accade questo.
Io penso dipenda dalla lunghezza d'onda, anche perchè la sensazione che ho è che quello blu che dovrebbe avere una lunghezza d'onda di 407,5 nm, bruci più materiali.

Se qualcuno ha delle informazioni a proposito di questo può postare qualsiasi cosa,documenti,siti web, etc.

Ciao.
Vinicio.


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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 20:10 
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La lunghezza d'onda determina l'energia del singolo fotone(più è corta più è energetico) ma devi pure calcolare l'intensità, cioè quanti fotoni vengono emessi al secondo.
Ora non so se le potenze che dichiarano si riferiscono alla radiazione emessa oppure al consumo elettrico... nel qual caso può essere che il laser da 150mW rende meglio di quello da 2W.
Se l'intensità è uguale è normale che quello blu bruci più di quello infrarosso.
Tieni però conto che l'aria assorbe energia in modo diverso a seconda della lunghezza d'onda, così come la pelle riflette in modi diversi(i raggi X passano, la luce visibile no).

Un po' d'equazioni:

Energia del singolo fotone= costante di Planck x velocità della luce / lunghezza d'onda
Potenza emessa=intensità x energia del singolo fotone
Intensità= numero di fotoni emessi / durata dell'emissione

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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 21:49 
ma se si considera misurata l'energia irradiata è sempre 1 watt sia blu che rossa. Certo che per fare 1 watt in blu servono meno fotoni, avendo più energia, ma i radiometri sono tarati appunto con la correzione della lunghezza d'onda. Poi posto la foto del mio...


Detto cio, e spero di non aver sbagliato di molto......

Vero quello che ha detto Jarni ma anche vero che l'energia di una sorgente sottratta dall'energia riflessa dal corpo riflettente sarà l'energia assorbita dal corpo(anelastica?). Siccome non si sta parlando di corpi "neri" , nel senso di completo asorbimento di energia, ma con una certa percentuale di riflessione della stessa si deduce che un laser blu avrà più effetto su un corpo rosso (che assorbe bene il blu) che su uno blu che lo rifletterebbe in buona percentuale.


Tuto questo per dire che dipende molto da cosa si va a colpire. Comunque le energie normalmente impiegate sui laser da lavorazione vanno da qualche watt (da2 a 10) per incisioni legger a energie fino a 100 per incisioni più profonde e tagli leggeri, sopra 100 per tagli profondi. Stiamo parlando di materiali duri in genere. Ci sono laser pulsati per tagli dei pellami (normalmente sono laser ad eccimeri...molto particolari). Una scritta su marmo si fa con 40 watt circa, per dirne una....


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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 22:13 
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Quindi un laser da 3mW effettivamente irradia 3mW? O è solo il consumo d'energia? La cosa che intendevo era questa: magari un diodo da 3mW butta fuori solo 1mW di radiazione...
Poi certo, a parità di energia irradiata, l'interazione della luce con la materia è tutta un'altra cosa.
Oltre alla riflessione e all'assorbimento(sì, è anelastico perché si trasforma in calore) c'è pure la trasmissione, cioè i fotoni attraversano il corpo senza interagire(certo non è il caso dei diodi laser di nuvolini, ma con i raggi gamma sì). Addirittura si possono avere cambiamenti di colore, certi cristalli assorbono e riemettono i fotoni ma con lunghezza d'onda diversa mantenendo coerenza e monocromaticità(a volte si usa questo sistema per fare i laser verdi).

Secondo mei i due diodi che ha nuvolini irradiano più o meno la stessa potenza, solo che quello blu viene assorbito meglio dalla pelle, perciò scalda, l'altro va in parte riflesso(o assorbito dalla CO2 nell'aria, che coi raggi infrarossi ci va a nozze).

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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 22:18 
aspetta...sono parametri differenti che vengono nominati in modo differente. Se la caratteristica di un emettitore è 1 watt di emissione lui emetterà 1 watt, se non lo fa lo riporti da chi lo ha venduto( e per l'optoelettronica di solito si specifica la potenza emessa). Chiaro che poi per emettere 1 watt ci vuole più energia...parte perchè viene dissipata in calore e compagnia varia.

Per le lampadine vale il discorso di potenza assorbita e non emisione erogata (quella dichiarata sulle lampade "elettroniche" addirittura è una potenza equivalete)

pe ril resto si, ovvio che dipende dal mezzo. In un vetro l'niterazione di un laser verde è poca per incidere il vetro ci sono laser diversi


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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 22:21 
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Allora è definitivamente una questione di interazione elettromagnetica nella materia... che ti assicuro(ho preso 18) è una materia rognosissima e pallosissima.

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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 22:24 
è come fare un motore a magnete permanente...insomma :rotfl: :rotfl:


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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 22:26 
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Oddio, no!!!!

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MessaggioInviato: gio ott 16, 2008 23:01 
ecco il mio lasercheck

:smile:


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MessaggioInviato: ven ott 17, 2008 00:02 
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SON PASSATO AI TRAPANINI

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Quindi in parole povere come si fà a rendere più efficace un diodo all'infrarosso?
Su che materiali ha più effetto?

Riguardo alla differenza tra i 2 ho visto si che sulla mano quello blu bruciadi più ma sullaplastica nera (cover cd) quello ad infrarossi la perfora in pochi secondi, mentre quello blu la incide soltanto.
Esistono delle tabelle per gli utilizzi in base alle diverse lunghezze d'onda?
Cioè come agiscono sui diversi materiali?
Sapete se posso alimentrarli in CW (pulsati ) con quale frequenza,avete uno schemino, o un idea, io pensavo di utilizzare un quarzo da 10Mhz con un 74hc04, cosa ne pensate?
Ditemi se avete un'idea migliore?
Penso che usandoli con un dutycycle al 50% potrei raddoppiare la corrente senza danneggiarli. :mrgreen:
Spero di non aver detto una c...ata.

Ciao ciao.


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MessaggioInviato: ven ott 17, 2008 00:17 
non ho capito mica molto...scusami, sarà l'ora :smile:

Intanto CW (continuos wavelenght) vuol dire emissione continua e non pulsata. Se poi applichi una tensione pulsata l'energia totale è pari all'integrale (rispetto al tempo) della energia emessa. Mi spiego...se applichi 1 watt per un secondo e ne vuoi applicare uno per mezzo secondo hai metà energia per lo stesso tempo. E l'energia dissipata , sempre integrando, alla fine sta nello stesso rapporto....quindi non è una cosa buona.....

Quello che a volte si fa, ma non è facile perchè sono calcoli abbastanza complessi, è usare un metodo QCW (quasi continuos wavelenght) con un duty cycle tale da mantenere lo stato di eccitazione della parte emettitrice consentendo però di dissipare meno energia sulla parte eccitatrice. Però tutto ciò, di solito, si usa nei dpss e bisogna, come dicevo, sapere bene calcolare la finestra dei recovery time.


A meno di dare un bell'impulso di parecchi joule non ci fai nulla con un pulsato, ma sono laser diversi da quelli a diodi (laser YAG o comunque con eccitazione a flash).


Il blu fa più effetto di calore sulla mano? certo visto che la pelle è rosa assorbe di più il blu...

Insomma più che lunghezze d'onda si sceglie per tipo di impiego. I più potenti sono quelli YAG o a gas ma costano e sono di difficile utilizzo. Con i diodi ci si possono fare begli esperimenti con cifre ragionevoli


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MessaggioInviato: ven ott 17, 2008 11:26 
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SON PASSATO AI TRAPANINI

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Si Pedro hai ragione, sicuramente l'ora non era delle migliori per affrontare quell'argomento, tantochè ho sbagliato io con il CW.
Comunque tu hai capito bene.
Quindi se non erro non conviene sui diodi dpss mandarli una alimentazione ad ad impulsi, e conviene alimentarli a tensione/corrente costante.

Ciao ciao.
Vinicio.


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MessaggioInviato: ven ott 17, 2008 11:43 
no no......

in alcuni casi in cui c'è una eccitazione indiretta (non tutti i dpss sono idonei a questa cosa) si opta per il QCW senza perdere di potenza ma dando tempo all'eccitatore di raffreddarsi mentre gli stati eccitati dell'emettitore si ricombinano ma sono casi abbastanza complicati, si parla di Q switches e amenità analoghe poco a che vedere con quotidianità amatoriali sicuramente.


Faccio un esempio, banale, se no non mi spiego: se hi un saldatore diciamo di un watt e vuoi incidere il legno ci riesci ma a fatica, ci riesci con la plastica e a nulla ti serve sul metallo. D'altra parte, almeno quasi in prima approssimazione, tutta l'energia del saldatore va in energia termica. Da qui puoi regolarti. Per squagliare lo stagno hai bisogno di un saldatore almeno da 10-15 watt se no non ci fondi nulla, per scrivere sulla plastica meno.

A quasto punto se tu cominci ad accendere e spegnere il saldatore mai avrai la stessa energia (per motivi diversi ma è un esempio).


Ci sono anche a basso costo diodi da 75-150 watt pulsati (buoni per trasmissione dati) che non accenderebbero manco un cerino proprio perchè l'integrale/tempo della potenza/tempo è basso.


Diverso è, proprio per la loro natura e come sono concepiti, i laser pulsati al rubino, YAG o simili. Li entra in gioco una enorme potenza che si scarica in frazioni di secondo, si parla anche di molti joule ad impulso. Ovvio ch l'impulso dura poco ma è veramente forte.


Seguito con il mio esempio. Hai presente un grosso condensatore carico e cortocircuitato con un giravite? brucia il metalo fondendolo in un attimo...bene, stess cosa, quasi ma gli rassomiglia :cool:


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MessaggioInviato: ven ott 17, 2008 18:55 
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Sei stato chiarissimo, temo che lascerò tutto così.
Ma questi laser yag si possono usare sulle nostre cnc?
Che costi hanno?

Ciao.
Marco Vinicio.


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MessaggioInviato: ven ott 17, 2008 20:38 
il fatto è che potenza=costo...non ci sono scorciatoie, se no lo avremo tutti in casa il nostro piccolo coltellino multiuso laser. Gli YAG, ma come quelli a gas per altri versi, sono costosi si....una buona lampada flash per quegli scopi (solo la lampada bada) può costare qualche centinaia di euro fino al migliaio....più il cristallo YAG( da cui il nome) altre centinaia di euro. Più l'ottica con gli specchi a riflessione parziale e totale. Un q-switch di qualità e un generatore (buono ) di alta tensione...altre migliia di euro. Uno già fatto, che conviene perchè non è semplice fare un alimentatore di 16-18 joule a 30kVolts, tutto compreso di qualche uso (di solito medico....) da 25 mila euro a salire.

Per taglio comunque si usano quelli a CO2, costano anche loro parecchie migliaia di euro. Comunque, visto che lo chiedevi e ho trovato qualcosa, ti posto una parte di articolo che avevo trovato sulle potenze laser per eseguire lavori (è in inglese ma si capisce abbastanza bene)

References and Application Notes



Applications of CO2 Laser Cutting Machines


1. Acrylic cutting: Max cutting of acrylic is 3/4 inch (18mm) in one pass using 100W laser and 11/4 inch (31mm) using 200W laser. High air-flow can result a frost edge while preventing from flaming. For thin material, dual head is a good decision for increasing the production volume.

2. Modeling: Thin acrylics, mat-board and wood are materials of choice. Vector cutting and scoring from CAD software are very common. Our unique feature of power/speed control is much better than other machines. And it is critical for architectural customers.

3. Plastics cutting: Aside from the very thin (less than .030") do not bother cutting polycarbonates (lexan). The edges will always be brown/yellow, and it produces hydrochloric acid during the cutting, which will eat up everything inside the laser and in the exhaust system. This is the same problem with PVC. ABS seems to work fine, as does polyester.

4. Wood / MDF /Plywood: About the thickest wood, the 100W can cut 3/4 inch and 200W can cut1 1/4 inch depending on the wood. 100W is ideal for cutting 6mm MDF board for decoration items. 100W has only limited capabilities to cut plywood of 3/4 inch for steel rule dies. For wider cut width, parallel cut is easier to get and control the width required. 200W can cut almost two times faster than 100W. The cuts are not straight enough unless power is sufficient.

5. Membrane switch: Thin polyesters, adhesives and polycarbonate are common. 40W is the machine suited best to this application.

6. Fabrics / Embroidery: Low volume applications are fine. Stacking of material when cutting makes for inconsistent and typically brown edges. Many materials stick together when stack cutting (plastic based materials). Cotton/denim are great. 40W or 60W are the machines suited better to this application.

7. Paper/Foils Converting: Web converting applications include slitting, perforating, kiss-cutting, and scoring of paper products, foils, membranes or composites. These materials can be precisely cut or marked at high production speeds. Laser systems set up quickly between jobs, eliminating the time and expense of die and tooling changeovers.

Bad Applications

The materials listed below are not applicable. They are a waste of time.

‧bricks
‧rocks or stones
‧glass
‧thick polycarbonate-thicker than 0.030 inch
‧hard PCB (circuit boards)
‧No metals of any kind can be cut cleanly-very thin (0.003 inch or less) can be cut sometimes, but the edge is terrible.


Comunque mi piacciono le applicazioni, semplici :cool: , per i laser a diodi. Senza aspettarsi qualcosa da laser spaziale abbattitore di astronavi si possono fare cose divertenti


Ultima modifica di Ospite il sab ott 18, 2008 08:59, modificato 1 volta in totale.

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